一种半导体冰箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制冷设备领域，特别涉及一种半导体冰箱。
【背景技术】
[0002]半导体制冷冰箱，也称之为热电冰箱。其利用半导体制冷片通过热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷，无需制冷工质和机械运动部件，解决了介质污染和机械振动等传统机械制冷冰箱的应用问题。
[0003]半导体制冷片的制冷量由向该半导体制冷片供电的电压大小决定，在现有技术中，现有的半导体冰箱一般通过计算制冷温度和设定温度的差值，计算出半导体制冷片需要的供电电压，然后使用电源变换装置向半导体制冷片提供其所需要的供电电压。然而半导体制冷片的工作电压范围很宽，在一些使用环境中，电源变换装置的电源转换效率很低，导致半导体冰箱的能耗很大。而且宽范围的电源变换装置也会导致成本上升。
【发明内容】
[0004]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的半导体冰箱。
[0005]本发明一个进一步的目的是降低半导体冰箱的能耗。
[0006]本发明一个进一步的目的是实现半导体冰箱的分区制冷。
[0007]根据本发明的一个方面，本发明提供了一种半导体冰箱。该半导体冰箱包括至少一个半导体制冷片和用于向半导体制冷片供电的供电系统，其中供电系统包括:多个电源变换装置，每个电源变换装置的电压输出范围设置为不同，并被配置成受控地电连接至半导体制冷片。
[0008]可选地，供电系统还包括:交流输入端和整流滤波模块；其中交流输入端配置成连接外部交流电源；并且整流滤波模块连接于多个电源变换装置与交流输入端之间，并配置成将外部交流电源整流滤波为直流电源。
[0009]可选地，多个电源变换装置均为开关电源，每个电源变换装置的输入端连接整流滤波模块的直流端，配置成将直流电源转换为各自电压输出范围内的电压。
[0010]可选地，供电系统还包括:直流开关组件，设置于多个电源变换装置的输出端和半导体制冷片之间，配置成将多个电源变换装置中符合半导体制冷片供电要求的一个连通至半导体制冷片。
[0011]可选地，半导体制冷片为多个。
[0012]可选地，以上半导体冰箱设置有多个温区，每个温区由多个半导体制冷片中的一个或多个制冷。
[0013]可选地，直流开关组件包括:多个第一端和多个第二端，每个电源变换装置的输出端连接至一个第一端；每个半导体制冷片连接至一个第二端；直流开关组件还配置成:将每个第一端受控地连接至第二端的一个或多个上。
[0014]可选地，多个半导体制冷片设置有一个温区；温区由多个半导体制冷片共同制冷。
[0015]可选地，直流开关组件包括:多个第一端和一个第二端，每个电源变换装置的输出端连接至一个第一端；第二端与多个半导体制冷片分别连接；直流开关组件还配置成:将多个第一端中的一个受控地连接至第二端上。
[0016]可选地，电源变换装置为两个，其中一个电源变换装置的电压输出范围设置为使半导体制冷片作于高制冷效率区段，另一个电源变换装置的电压输出范围设置为使半导体制冷片工作于高制冷量区段。
[0017]本发明的半导体冰箱，从多个具有不同电压输出范围的电源变换装置中选择出符合半导体制冷片供电要求的电源变换装置进行供电，防止了宽电压范围的电源变换装置在过低或过高电压输出时电源转换效率低导致的半导体冰箱能耗过高。
[0018]进一步地，本发明的半导体冰箱通过设置直流开关组件将多个电源变换装置的输出端灵活地选择连接至多个半导体制冷片，从而可以实现半导体制冷片为不同的温区制冷，提高了半导体冰箱的适用范围。
[0019]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0020]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0021]图1是根据本发明一个实施例的半导体冰箱中的半导体制冷片-制冷量-电压关系图；
[0022]图2是根据本发明一个实施例的半导体冰箱的示意图；
[0023]图3是根据本发明另一实施例的半导体冰箱的示意图；以及
[0024]图4是图3所示的半导体冰箱中直流开关组件的示意图。
【具体实施方式】
[0025]图1是根据本发明一个实施例的半导体冰箱中的半导体制冷片-制冷量-电压关系图，在图中分别示出了半导体制冷片的制冷效率随供电电压的变化曲线以及半导体制冷片的制冷量随供电电压的变化曲线，可以看出电压值Vl至电压值V3之间的区域为半导体制冷片制冷效率最高的区域(本实施例中可以称之为高制冷效率区段)，其中A点为最佳工作点，在A点半导体制冷片的制冷效率最高，A点的电压记为V2。电压值V3至电压值V4之间的区域为半导体制冷片的制冷量达到最大(本实施例中可以称之为高制冷量区段)。由于电压值小于Vl以及大于V4的区域内半导体制冷片的工作效率过低，一般无法使用。因此半导体冰箱的半导体制冷片的工作电压范围为Vl至V4之间。
[0026]从图1中可以看出半导体冰箱的半导体制冷片的工作电压范围为Vl至V4之间，其工作电压效率很宽，在现有技术中使用一个电压可调的直流电源进行供电，一方便对电压输出范围要求较高，增加了成本，另一方便也会造成直流电源在较宽的输出范围内无法保证较高的电能转换效率，使得半导体冰箱的整体功耗上升。
[0027]图2是根据本发明一个实施例的半导体冰箱的示意图，该半导体冰箱包括至少一个半导体制冷片200和用于向半导体制冷片200供电的供电系统100，其中供电系统100包括:多个电源变换装置110，每个电源变换装置110的电压输出范围设置为不同，并被配置成受控地电连接至半导体制冷片200。
[0028]半导体制冷片200可以为多个，多个半导体制冷片200可以为半导体冰箱的一个温区制冷，此时每个半导体制冷片200的需要的电压相同，可以选择以上多个电源变换装置110中与需要电压相符的一个向多个半导体制冷片200供电。
[0029]多个半导体制冷片200也可以用于为半导体冰箱的不同温区制冷，此时每个半导体制冷片200的需要的电压不同，可以将以上多个电源变换装置110中一个向对应一个或多个半导体制冷片200供电。
[0030]考虑到半导体冰箱一般使用工频电源(如220V，50Hz的交流电)供电，因此可以使用整流滤波模块将工频电源整流滤波为电压较高的直流电，以上多个电源变换装置110可以选用输出电压在一定范围内可调的开关电源，其输入为整流滤波模块输出的直流电，其输出为在不同电压范围内可调的直流电。
[0031]多个电源变换装置110电压输出范围的总和可以为在半导体制冷片的工作电压范围(如图1中的Vl至V4)，每个电源变换装置110的功率需要满足同时为所有半导体制冷片200供电的要求。
[0032]考虑到数量过多的电源变换装置也会导致成本过高，因此优选地，电源变换装置110为两个，其中一个电源变换装置的电压输出范围设置为半导体制冷片的高制冷效率区段(如图1中Vl至V3)，另一个电源变换装置的电压输出范围设置为半导体制冷片的高制冷量区段(如图1中V3至V4)。在一些其他实施例中，电源变换装置的数量以及电压输出范围可以根据使用要求进行配置，例如配置三个电源变换装置，电压输出范围分别配置成:Vl至V2、V2至V3、V3至V4 ;又例如配置两个电源变换装置，电压输出范围分别配置成:V1至 V2、V2 至 V4。
[0033]图3是根据本发明另一实施例的半导体冰箱的示意图，该实施例的半导体冰箱在上一实施例的基础上增加设置了整流滤波模块130、交流输入端120、直流开关组件140。
[0034]该实施例设置有电压输出范围设置为使半导体制冷片工作于高制冷效率区段的电源变换装置111和电压输出范围设置为使半导体制冷片工作于高制冷量区段的电源变换装置112。
[0035]交流输入端120配置成连接外部交流电源，整流滤波模块130连接于多个电源变换装置110与交流输入端120之间，并配置成将外部交流电源整流滤波为直流电源，例如将220V的工频电源进行全桥整流滤波输出310V左右的直流电压，另外整流滤波模块130还可以设置有输出开关，可控地将直流电供应至在电源变换装置111或电源变换装置112。
[0036]图4是图3所示的半导体冰箱中直流开关组件